Мыла, их свойства. Синтетические моющие средства
Омыление — это гидролиз сложных эфиров под действием щёлочи. При этом получается соль органической кислоты и спирт. Исторически это название пошло от процесса получения мыла — гидролиза жиров щёлоком, при котором получается смесь солей высших жирных кислот (собственно — мыло) и глицерин (трёхатомный спирт).
Соответственно омыление — это реакция сложного эфира со щелочью.
До изобретения мыла жир и грязь с кожи удаляли золой и мелким речным песком.Технология изготовления мыла из животных жиров складывалась на протяжении многих веков. Посмотрим, как можно приготовить мыло в химической лаборатории. Сначала составляется жировая смесь, которую расплавляют и омыляют – варят со щелочью. Для гидролиза жира в щелочной среде берется немного топленого свиного сала, около 10 мл этилового спирта и 10 мл раствора щелочи. Сюда же добавляют поваренную соль и нагревают полученную смесь. При этом образуются мыло и глицерин. Соль добавляют для осаждения глицерина и загрязнений. Также получают мыло в промышленности.
Состав мыла
Мыла – натриевые или калиевые соли высших карбоновых кислот (кислот, содержащих в своем составе более 10 атомов углерода), полученных в результате гидролиза жиров в щелочной среде (чаще всего из жиров, содержащих в составе стеариновую кислоту С17Н35СООН) — С17Н35СООNa – стеарат натрия.
Жир + щелочь = соли жирных кислот и глицерин.
Свойства мыла
Поверхностный слой дистиллированной воды находится в натянутом состоянии подобно упругой пленке. При добавлении мыла и некоторых других растворимых в воде веществ поверхностное натяжение воды уменьшается. Мыло и другие моющие вещества относят к поверхностно-активным веществам (ПАВ). Они уменьшают поверхностное натяжение воды, усиливая тем самым моющие свойства воды.
Молекулы, находящиеся на поверхности жидкости, имеют избыток потенциальной энергии и поэтому стремятся втянуться внутрь так, что при этом на поверхности остается минимальное количество молекул. За счет этого вдоль поверхности жидкости всегда действует сила, стремящаяся сократить поверхность. Это явление в физике получило название поверхностного натяжения жидкости.
Молекулы ПАВ на пограничной поверхности располагаются так, что гидрофильные группы карбоксильных анионов направлены в воду, а углеводородные гидрофобные выталкиваются из нее. В результате поверхность воды покрывается частоколом из молекул ПАВ. Такая водная поверхность имеет меньшее поверхностное натяжение, что способствует быстрому и полному смачиванию загрязненных поверхностей. Уменьшая поверхность натяжения воды, мы увеличиваем ее смачивающую способность.
Секрет очищающего действия мыла
СМС (синтетические моющие средства) – натриевые соли синтетических кислот (сульфокислот, сложных эфиров высших спиртов и серной кислоты).
Рассмотрим свойства моющих веществ и сравним мыла и СМС (стирального порошка) . Для начала проверим, какая среда характерна для наших моющих средств. Как мы это сделаем?
С помощью индикаторов.
Будем использовать известные нам индикаторы – лакмус и фенолфталеин. При добавлении лакмуса в раствор мыла и в раствор СМС он приобретает синий цвет, а фенолфталеин – малиновый, то есть реакция среды щелочная.
А что происходит с мылом и СМС в жесткой воде? (понятно, почему мыловары не варят мыло на водопроводной воде, а используют отвары, дистиллированную воду, молоко и тд.)
Добавим в одну пробирку раствор мыла, а в другую раствор СМС, взболтаем их. Что вы наблюдаете? В эти же пробирки добавим хлорид кальция и взболтаем содержимое пробирок. Что вы наблюдаете теперь? Раствор СМС пенится, а в растворе мыла образуются нерастворимые соли:
2С17Н35СОО – + Са 2+ = Са(С17Н35СОО)2
А СМС образуют растворимые соли кальция, которые также обладают поверхностно-активными свойствами.
Использование чрезмерного количества этих средств приводит к загрязнению окружающей среды. Послушаем сообщение об экологических последствиях использования ПАВ.
Многие ПАВ трудно поддаются биологическому разложению. Поступая со сточными водами в реки и озера, они загрязняют окружающую среду. В результате образуются целые горы пены в канализационных трубах, реках, озерах, куда попадают промышленные и бытовые стоки. Использование некоторых ПАВ приводит к гибели всех живых обитателей в воде.
Почему раствор мыла, попадая в реку или озеро, быстро разлагается, а некоторые ПАВ нет? Дело в том, что мыла, полученные из жиров, содержат неразветвленные углеводородные цепи, которые разрушаются бактериями. В то же время в состав некоторых СМС входят алкилсульфаты или алкил(арил)сульфонаты с углеводородными цепями, имеющими разветвленное или ароматическое строение. Такие соединения бактерии «переварить» не могут. Поэтому при создании новых ПАВ необходимо учитывать не только их эффективность, но и способность к биологическому распаду – уничтожению некоторыми видами микроорганизмов.
Моющие средства
Первое мыло, самое простое моющее средство, было получено на Ближнем Востоке более 5 000 лет назад. Поначалу оно использовалось главным образом для стирки и обработки язв и ран. И только с I века н. э. человек стал мыться с мылом.
Моющими средствами называются натуральные и синтетические вещества с очищающим действием, в особенности мыло и стиральные порошки, применяемые в быту, промышленности и сфере обслуживания.
Мыло получают в результате химического взаимодействия жира и щелочи. Скорее всего, оно было открыто по чистой случайности, когда над костром жарили мясо, и жир стек на золу, обладающую щелочными свойствами. Взяв в руки горсть этого простейшего мыла, древний человек обнаружил, что оно легко растворяется в воде и смывается вместе с грязью.
Производство мыла имеет давнюю историю, а вот первое синтетическое моющее средство появилось только в 1916 году Изобретение немецкого химика Фрица Понтера предназначалось для промышленного использования, бытовые синтетические моющие средства, более менее безвредные для рук, стали выпускать в 1935 году. С тех пор был разработан целый ряд синтетических моющих средств (CMC) узкого назначения, а их производство стало важной отраслью химической промышленности.
Молекулы жидкости – например, воды, -удерживаются вместе силами притяжения. Эти силы тянут верхние молекулы внутрь, и поверхность жидкости изгибается. Этот эффект называемый поверхностным натяжением, хорошо виден на примере почти сферической капли воды, выскальзывающей из крана
Именно из-за поверхностного натяжения вода сама по себе не обладает достаточным чистящим действием. Вступая в контакт с пятном, молекулы воды притягиваются друг к другу вместо того, чтобы захватывать частицы грязи. Другими словами, они не смачивают грязь.
Мыло и синтетические моющие средства содержат вещества, повышающие смачивающие свойства воды за счет уменьшения силы поверхностного натяжения. Эти вещества называются поверхностно активными (ПАВ), поскольку действуют на поверхности жидкости (имеются в виду все границы, не только верхняя).
Молекулы ПАВ можно представить в виде головастиков Головами они “цепляются” за воду, а хвостиками – за жир. Когда ПАВ смешивают с водой, его молекулы на поверхности обращены “головами” вниз, а их “хвостики” торчат из воды. “Раздробив” таким образом поверхность воды, эти молекулы значительно уменьшают эффект поверхностного натяжения, тем самым помогая воде проникать в ткань. Этими же хвостиками молекулы ПАВ захватывают попадающиеся им частицы жира.
Если жир крепко пристал к ткани, для его удаления понадобится не только действие ПАВ, но и крепкая встряска. Крошечные капельки жира покрытого ПАВ, рассеиваются в воде, образуя эмульсию.
ПАВ делятся на катионные, анионные и неионогенные. Молекулы катионных ПАВ в растворе образуют положительно заряженные ионы, анионных – отрицательно заряженные, а молекулы неионогенных ПАВ ионов не образуют.
Во всех видах мыла ПАВ – анионные, в то время как синтетические моющие средства содержат анионные, катионные или неиногенные ПАВ (или комбинацию двух или трех типов).
Мыло получают при реакции жиров (например, кокосового или пальмового масла) со щелочью – каустической содой (гидроксидом натрия) или каустическим поташем (гидроксидом калия). Данный химический процесс называется омылением.
На современном мыловаренном заводе непрерывного действия исходные материалы смешиваются и под давлением нагреваются до 130’С. В результате реакции образуются мыло и глицерин. После отделения глицерина расплавленное мыло проходит дальнейшую обработку.
Твердые сорта получают, высушивая ленту расплавленного мыла, добавляя красители и отдушки и прессуя готовую массу в куски. Туалетное мыло делается из более высококачественных жиров; после сушки его нагревают для уменьшения содержания влаги.
Мыльные хлопья производят следующим образом: мылу дают затвердеть на внешней стороне барабана и соскребают его. Чтобы получить мыльный порошок, расплавленное мыло смешивают с добавками, улучшающими его очищающее действие, внешний вид и текстуру обрабатываемой смачиваемой ткани. Смесь затем высушивают горячим воздухом. Такие же добавки используются в синтетических моющих средствах.
Многие синтетические моющие средства производятся сегодня как в жидком виде, так и в порошке. Порошки, содержащие 20-25% ПАВ, также получают высушиванием полужидкой смеси. Некоторые стиральные порошки содержат расщепляющие белок ферменты, помогающие отстирывать пятна веществ с белковой основой – например, пятна крови или яйца.
Жидкие синтетические моющие средства получают, добавляя к растворенной смеси гидротроп – вещество, которое предотвращает расслоение из-за разной плотности компонентов.
Синтетические моющие средства входят также в состав необходимых в домашнем хозяйстве чистящих порошков и паст. Обычно чистящие порошки содержат анионное ПАВ, тонкоизмельченный минерал (например, полевой шпат) и хлорный отбеливатель.
Для промышленных целей производятся различные специальные средства. К примеру, смеси из неионогенных и катионных ПАВ применяются в пищевой промышленности для мытья и чистки оборудования в соответствии с самыми жесткими санитарно-гигиеническими требованиями.
Моющее средство получается смешиванием всех компонентов, кроме отдушки и отбеливателя, в полужидкую массу, которую высушивают до состояния порошка. После этого добавляются отдушка и отбеливатель.
Моющие и чистящие средства – Химия в повседневной жизни – ХИМИЯ И ЖИЗНЬ
Мы широко используем в быту различные моющие средства: для стирки белья, мытья посуды, стен, потолков, раковин, окон, для чистки ковров и мягкой мебели.
Любое моющее средство должно обладать двойной функцией: способностью взаимодействовать с загрязняющим веществом (чаще всего жиром) и переводить его в воду или водный раствор.
Для этого молекула моющего вещества должна иметь гидрофобную (водоотталкивающую) и гидрофильную (любящую удерживать воду) части.
– ЗАПОМНИ. В состав СМС входят ПАВ, отбеливатели, смягчители, пенообразователи и ароматические отдушки.
В настоящее время мы широко используем синтетические моющие средства (СМС) — детергенты. Основой СМС являются синтетические поверхностно-активные вещества — ПАВ, в которых длинный углеводородный предельный (чаще всего неразветвленный радикал (как в мыле) соединен с сульфатной или сульфонатной группой. Их производство основано на продуктах переработки нефти, например:
– ЗАПОМНИ. Синтетические моющие средства (СМС) называют детергентами. В их основе лежат поверхностно-активные вещества (ПАВ), в которых длинный углеводородный предельный радикал соединен с сульфатной или сульфонатной группой.
Алкилбензолсульфанат натрия — основной компонент многих детергентов (стиральный порошок). В отличие от нерастворимых стеаратов кальция и магния, которые образуются при стирке в жесткой воде и осаждаются на ткани (забивают поры, делают ткань грубой, блеклой, плохо воздухопроницаемой), кальциевые и магниевые соли сульфокислот хорошо растворяются в воде. Следовательно, многие СМС одинаково хорошо моют как в мягкой, так и в жесткой воде, СМС действуют не только в горячей воде, но также в теплой и холодной воде, что важно, например, при стирке тканей из искусственных волокон. Да и их расход по сравнению с расходом мыла гораздо меньше (около 25 % мыла идет на связывание ионов Са 2+ и Mg 2+ ).
Но ПАВ очень медленно разлагаются и, попадая со сточными водами в водоемы, оказывают вредное воздействие на живые организмы. Поэтому желательна очистка сточных вод от ПАВ в отстойниках, а в естественных условиях (в водоемах их частично «съедают» гетеротрофные бактерии, которые входят в состав активного ила. Можно произвести биохимическую очистку в присутствии ферментов.
Кроме ПАВ, в СМС входят и другие компоненты: отбеливатели, смягчители, пенообразователи, ароматические отдушки.
– ЗАПОМНИ. Состав широко рекламируемого стирального порошка для ручной стирки «ОМО intelligent»: поверхностно-активные вещества (ПАВ), перборат натрия, энзимы, фосфаты, стабилизаторы, полимеры, карбонаты, силикаты, оптические отбеливатели, парфюмерные добавки.
Оптические отбеливатели не воздействуют на структуру ткани, они поглощают ультрафиолетовые лучи, а излучают энергию в синей области видимого спектра. Ткань приобретает при этом белизну и яркость.
Действующим началом химических отбеливателей служат атомарный кислород, атомарный хлор и оксид серы (IV). Эти отбеливатели разрушают не поддавшиеся моющему раствору загрязнения и цветные пятна, а заодно и дезинфицируют ткань.
Пятна белкового происхождения трудно отстирываются и плохо обесцвечиваются химическими отбеливателями. Для их устранения используют специальные ферменты, которые вводят в качестве добавки в моющие средства. Так как эти ферменты не выдерживают высоких температур, то белье с белковыми загрязнениями стирают в теплой воде и не кипятят.
Для смягчения воды при стирке или мытье с СМС добавляют метафосфат натрия (NaPO3)n. Это соединение хорошо растворяется в воде и связывает часть ионов Ca 2+ и Mg 2+ в нерастворимые фосфаты Ca3(PO4)2, Mg3(PO4)2.
Стеарат натрия (основной компонент мыла) С17H35СOONa в водном растворе диссоциирует:
Схематично стеарат-ион можно изобразить так:
Гидрофобная часть иона проникает в гидрофобное загрязняющее вещество (жир), в результате поверхность каждой частицы или капельки загрязнения оказывается как бы окруженной оболочкой гидрофильных групп. Они взаимодействуют с полярными молекулами воды («подобное растворяется в подобном»). Благодаря этому ионы моющего средства вместе с загрязнением отрываются от поверхности ткани и переходят в водную среду.
Моющие средства – сообщение доклад
Мы широко используем в быту различные моющие средства: для стирки белья, мытья посуды, стен, полов, раковин, окон, для чистки ковров и мягкой мебели.
Любое моющее средство должно обладать двойной функцией: способностью взаимодействовать с зш-ралзняющим веществом (чаще всего жиром) и переводить его в воду или водный раствор. Для этого молекула моющего вещества должна иметь гидрофобную (водоотталкивающую) и гидрофильную (любящую удерживать воду) части.
В настоящее время мы широко используем синтетические моющие средства (CMC) — детергенты. Основой CMC являются синтетические поверхностно-активные вещества — ПАВ, в которых длинный углеводородный предельный (чаще всего неразветвленнынй ) радикал (как в мыле) соединен с сульфатной или сульфонатной группой. Их производство основано на продуктах переработки нефти.
Алкилбензолсульфонат натрия — основной компонент многих детергентов (стиральных порошков). В отличие от нерастворимых стеаратов кальция и магния, которые образуются при стирке в жесткой воде и осаждаются на ткани (забивают поры, делают ткань грубой, блеклой, плохо воздухопроницаемой), кальциевые и магниевые соли сульфокислот хорошо растворяются в воде. Следовательно, многие CMC одинаково хорошо моют как в мягкой, так и в жесткой воде. CMC действуют не только в горячей воде, но также в теплой и холодной воде, что важно, например, при стирке тканей из искусственных волокон. Да и их расход по сравнению с расходом мыла гораздо меньше (около 25% мыла идет на связывание ионов).
Но ПАВ очень медленно разлагаются и, попадая со сточными водами в водоемы, оказывают вредное воздействие на живые организмы. Поэтому желательна очистка сточных вод от ПАВ в отстойниках, а в естественных условиях (в водоемах) их частично «съедают» гетеротрофные бактерии, которые входят в состав активного ила. Можно произвести биохимическую очистку в присутствии ферментов.
Кроме ПАВ, в CMC входят и другие компоненты: отбеливатели, смягчители, пенообразователи, ароматические отдушки.
Оптические отбеливатели не воздействуют на структуру ткани, они поглощают ультрафиолетовые лучи, а излучают энергию в синей области видимого спектра. Ткань приобретает при этом и белизну, и яркость.Действующим началом химических отбеливателей служат атомарный кислород, атомарный хлор и оксид серы. Эти отбеливатели разрушают не поддавшиеся моющему раствору загрязнения и цветные пятна, а заодно и дезинфицируют ткань.
Из кислородсодержащих отбеливателей наиболее распространены перборат натрия и перкарбонат натрия (последний как отдельный препарат известен под названием «Персоль»). Хлорсодержащие и серосодержащие отбеливатели чаще используют как отдельные препараты, известные вам под названием «Белизна» и «Лилия» соответственно.
При использовании этих средств нужно хорошо проветривать помещение и не отбеливать сразу много белья. Следует избегать и длительного кипячения, так как обрадуются ядовитые газы (как продукт разложения гидросульфита натрия).
Пятна белкового происхождения трудно отстирываются и плохо обесцвечиваются химическими отбеливателями. Для их устранения используют спе1Ц1альные ферменты, которые вводят в качестве добавки в моющие средства. Так как эти ферменты не выдерживают высоких температур, то белье с белковыми загрязнениями стирают в теплой воде и не кипятят.
Гидрофобная часть иона проникает в гидрофобное загрязняющее вещество (жир), в результате поверхность каждой частицы или капельки загрязнения оказывается как бы окруженной оболочкой гидрофильных групи. Они взаимодействуют с полярными молекулами воды (подобное растворяется в подобном). Благодаря этому ионы моющего средства вместе с загрязнением отрываются от поверхности ткани и переходят в водную среду.
Вещества, в молекулах которых имеются гидрофобные и гидрофильные части, называют поверхностно-активными, поскольку они действуют на поверхностях, разделяющих различные по своей химической природе вещества.
Для успешной стирки и мойки совсем не обязательна обильная пена. При использовании стиральных машин обильная йена даже нежелательна, а для чистки ковров и мягкой мебели она необходима. Поэтому существуют разные пенообразователи: стабилизаторы, усилители, разрушители пены.
Карбонат натрия Na2C03 и силикат натрия в результате гидролиза придают растворам слабощелочпую реакцию, тем самым усиливают моющее действие CMC, способствуют очистке от жировых загрязнений.
Для примера приведем состав широко рекламируемого стирального порошка для ручной стирки “ОМО intelligent”: поверхностно-активные вещества, перборят натрия, энзимы, фосфаты, стабилизаторы, полимеры, карбопаты, силикаты, оптические отбеливатели, парфюмерные добавки.
В рецептуре CMC компоненты подбирают так, чтобы именно при указанной на упаковке концентрации достигалась максимальная моющая способность композиции в целом. Поэтому стиральный порошок не следует сыпать на глазок.
На каждой вещи, будь то рубашка, пальто, костюм или плащ, всегда есть символы. Они обозначают, как правильно стирать, гладить или сушить изделия, какие стиральные порошки можно использовать и какие нельзя. Информация эта весьма полезна, но запомнить, что точно обозначает каждая метка, очень сложно. На рисунке 54 изображены наиболее распространенные международные символы, обозначающие условия по уходу за текстильными изделиями.
Первые две строки таблицы (8 символов) содержит указания о режиме стирки. Следующие две строки (7 символов) указывают на способы чистки вещей, а последний символ четвертой строки предупреждает, что вещь можно сушить только ыа вешалке. И наконец, символы пятой строки указывают на температурный режим глаженья или же на то, что данную вещь не гладят вообще.
Моющие средства выпускают в виде порошков, жидкостей, паст. Порошки в воздух попадают в виде ныли, которая может раздражать дыхательные иути. Некоторые моющие средства могут всасываться через кожу или стимулировать проникновение в нее ядовитых веществ (например, при стирке одежды, загрязненной ядовитыми веществами). С синтетическими моющими средствами домашней хозяйке приходится соприкасаться ежедневно. В результате такого постоянного воздействия может появиться аллергическая реакция, в этом случае необходимо сразу перейти на использование мыла.
Применять для мытья посуды CMC, предназначенные для стирки белья, не рекомендуется, так как эти препараты плохо смываются и могут попасть в пищу. Для мыть» посуды используют специальные препараты, однако и после их применения иадо хорошо споласкивать посуду.
Если основу моющих средств составляют поверхностно-активные вещества, то у чистящих средств непременным компонентом является абразив (от лат. abrazio — соскабливание). В современных чистящих средствах преобладает молотая пемза (природный материал — застывшая вулканическая лава); каолин (минерал каолинит) с примесями кварца, полевого шпата, слюды, мела (карбоната кальция СаСО3); наждачный порошок (корунд Аl2O3, оксид хрома Сr2О2) и др. Выбор абразива обусловлен в основном характером поверхности изделия, а не свойствами загрязнений, поэтому на упаковках чистящих средств указывают род очищаемых предметов.
Особым видом загрязнения является накипь. В ее состав входят в первую очередь карбонаты кальция и магния, а также силикаты, фосфаты, сульфаты. Конечно, на вкус чая или супа накипь не влияет, но вот продолжительность нагревания увеличивается и дно прогорает быстрее.
Удаление накипи производят, естественно, кислотой более сильной, чем угольная, а если карбонатный скелет разрушить, то и другие соединения «не удержатся» на стенках. Основу антистатиков составляет сульфаминовая кислота H2N -S02—ОН, иногда адипиновая кислота НООС—(CH2)4—СООН. Если у вас нет специального средства, можно воспользоваться уксусной кислотой.
Конечно, надо помнить, что никакое чистящее средство не принесет цользы. если оно попадет в желудочно-кишечный тракт с пищей и водой после чистки кухонной и столовой посуды. Необходимо тщательно смывать чистящие вещества.
Моющие средства – сообщение доклад
Синтетические моющие средства (СМС¸ детергенты) – это жидкие, пастообразные и порошкообразные вещества, которые содержат поверхностно-активные вещества, а также другие органические и неорганические вещества, повышающие эффективность поверхностно-активных веществ.
Их производство основано на дешевой сырьевой базе – продуктах переработки нефти.
Синтетические моющие средства – натриевые соли синтетических кислот (сульфокислот — RSO3H), сложных эфиров высших спиртов и серной кислоты — алкилсульфаты — ROSO2OН).
Синтетические моющие средства в основном состоят из алкилсульфатных солей натрия RO-SO2-ONa.
Как синтетическое мыло, так и мыло, получаемое из жиров, плохо моет в жесткой воде. Взаимодействуя с ионами кальция и магния, которые содержатся в жесткой воде, мыла образуют нерастворимые кальциевые и магниевые соли:
В результате этого мыло образует вместо пены пленку на поверхности воды и расходуется бесполезно.
Видеоопыт «Образование нерастворимых кальциевых солей жирных кислот»
Малорастворимые соли кальция и магния оседают на ткани, забивают поры, делают ткань грубой, менее эластичной, с плохой воздухо- и влагопроницаемостью. Такие ткани приобретают сероватый оттенок, а окраска становится блеклой. А осевшие на ткани известковые мыла приводят к снижению ее прочности.
Этого недостатка лишены синтетические моющие средства. Они характеризуются более высокой моющей способностью, доступностью сырья для их производства.
Алкилсульфаты — соли сложных эфиров высших спиртов и серной кислоты. В общем виде образование таких солей можно изобразить уравнениями:
Эти соли содержат в молекуле от 12 до 14 углеродных атомов и обладают очень хорошими моющими свойствами. Кальциевые и магниевые соли растворимы в воде, а потому такие мыла моют и в жесткой воде. Алкилсульфаты содержатся во многих стиральных порошках
Распространенными синтетическими моющими средствами являются алкилбензолсульфонаты. Алкилбензолсульфонат натрия – основной компонент многих детергентов (стиральных порошков):
В отличие от нерастворимых стеаратов кальция и магния, которые образуются при стирке в жесткой воде и осаждаются на ткани, кальциевые и магниевые соли синтетических моющих средств растворимы в воде. Поэтому СМС моют как в мягкой, так и в жесткой воде, обладают высокой смачивающей способностью.
Расход СМС по сравнению с мылом гораздо меньше (около 25% мыла идет на связывание ионов кальция и магния).
Синтетические моющие средства высвобождают сотни тысяч тонн пищевого сырья – растительных масел и жиров.
Повсеместное использование СМС создает свои проблемы. СМС в отличие от мыла трудно поддаются биологическому разложению и, попадая со сточными водами в реки и озера, загрязняют окружающую среду и оказывают вредное воздействие на живые организмы.
Мыла, полученные из жиров, содержат неразветвленные углеводородные цепи, которые разрушаются бактериями. В то же время в состав некоторых СМС входят алкилсульфаты или алкил(арил)сульфонаты с углеводородными цепями, имеющими разветвленное или ароматическое строение. Такие соединения бактерии разрушить не могут.
Типичный стиральный порошок содержит приблизительно 70% синтетического моющего средства и около 30% неорганических фосфатов.
Фосфаты удаляют растворимые соли кальция. Но, эти фосфаты попадают в сточные воды. Загрязнение фосфатами рек, озер приводит к размножению зеленых и сине-зеленых водорослей (цветение воды), особенно в замкнутых водоемах. Зеленые растения поглощают кислород, содержащийся в воде, в результате чего происходит постепенная гибель водных растений и животных и их разложение.
Недостатки мыла и их устранение
1. Плохая моющая способность в жесткой воде, содержащей растворимые соли кальция и магния.
Взаимодействуя с ионами кальция и магния, которые содержатся в жесткой воде, мыла образуют нерастворимые кальциевые и магниевые соли. Для этого требуется большой расход мыла.
Способы устранения
В состав мыла вводят вещества-комплексообразователи, способствующие смягчению воды (натриевые соли этилендиамин-тетрауксусной кислоты – ЭДТА, ЭДТА-Na2, химическая формула — C10H14N2Na2O8
2. Мыло сушит кожу, способствует расщеплению кожного сала и его удалению, понижает защитную реакцию кожи (способствует проникновению болезнетворных бактерий).
В водных растворах мыло частично гидролизуется (взаимодействует с водой).
При этом образуется определенное количество щелочи, которая способствует расщеплению кожного сала и его удалению.
Калиевые соли высших карбоновых кислот (жидкое мыло) лучше растворяются в воде и поэтому обладают более сильным моющим действием.
Но в тоже время мыло оказывает вредное воздействие на кожу рук и тела.
Это связано с тем, что верхний тончайший слой кожи имеет слабокислую реакцию (рН =5,5) и за счет этого препятствует проникновению болезнетворных бактерий в более глубокие слои кожи.
Умывание мылом приводит к нарушению рН, (реакция становится слабощелочная), раскрываются поры кожи, что приводит к понижению естественной защитной реакции.
При слишком частом использовании мыла кожа сохнет, иногда воспаляется.
Способы устранения
Для уменьшения данного негативного воздействия в современные сорта мыла добавляют:
- слабые кислоты (лимонная кислота, борная кислота, бензойная кислота и др.), которые нормализуют рН
- глицерин, вазелиновое масло, пальмовое масло, кокосовое масло, диэтаноламиды кокосового и пальмового масел и т.д. для смягчения кожи и предотвращения попадания бактерий в поры кожи.
Эксперимент
Можно сравнить мыла и СМС (стиральный порошок) проверив с помощью индикаторов, какая среда характерна для наших моющих средств.
При добавлении лакмуса в раствор мыла и в раствор СМС он приобретает синий цвет, а фенолфталеин – малиновый, то есть реакция среды щелочная. Кстати, если моющее средство предназначено для стирки хлопчатобумажных тканей, то реакция среды должна быть щелочной, а если для шелковых и шерстяных тканей – нейтральной.
А что происходит с мылом и СМС в жесткой воде?
Добавим в одну пробирку раствор мыла, а в другую раствор СМС, взболтаем их. Что вы наблюдаете? В эти же пробирки добавим хлорид кальция и взболтаем содержимое пробирок. Что вы наблюдаете теперь? Раствор СМС пенится, а в растворе мыла образуются нерастворимые соли:
Сайт Боровлёвой Нины Дмитриевны
Химия в быту Моющие чистящие средства
МКОУ Клёповская СОШ
Элективный курс по химии
Исследовательская работа
“Химия в быту. Моющие, чистящие средства “
ученица 9 класса
Предметом исследования являются моющие средства.
Цель:1.Изучить состав наиболее используемых моющих средств и их влияние на живые организмы.
2.Сформировать у учащихся знание и умение, необходимые в повседневной жизни для безопасного обращения с веществами, используемыми в быту.
Главные цели и задачи: Освоение учащимися знаний о веществах, используемых в быту и повседневной жизни.
Формирование представлений о веществах, их свойствах и применении в практической жизни человека, о пищевых добавках и их влиянии на организм человека.
Задачи исследования:
- Провести теоретический анализ специализированной литературы и других источников.
- Используя этикетки, изучить состав моющих средств, чаще всего используемых и сравнить их состав со стандартами мировой гигиенической науки
- Выявить наиболее безопасное моющее средство для здоровья человека.
- Разработать рекомендации по приобретению моющих средств и памятку, позволяющую минимально использовать моющие средства в быту.
Для решения данных задач были использованы методы научного познания:
Содержание.
1.Введение.
2.Изучение теоретических основ.
3.Химия на кухне и в ванной комнате.
4.Состав моющих средств.
5.Стиральные порошки. Состав. Роль.
6.Практическая часть
7.Вывод
8.Использованная литература
Введение
Моющими средствами начали пользоваться ещё в Древние времена. Количество людей, к которым они вошли, в обиход возрастало. Средств изобретали всё больше и больше. Сколько существовало марок производителей насколько, и был разнообразен мир моющих средств. Создавались новые рецепты и формулы, но по сей день, не был выявлен чисто экологический вариант.
Актуальность темы среди большого разнообразия моющих средств жители не пытаются выбрать наиболее экологически безопасные, а чаще бездумно руководствуются рекламой средств массовой информации. В своей работе мы попытаемся выявить наиболее безопасные моющие средства.
А так же актуальность работы я вижу в том, что проект информирует учащихся о необходимых веществах и материалах, обеспечивающих комфортность жизни человека, помогает разобраться в обширном ассортименте товаров бытовой химии, формирует умение грамотно применять свои знания в повседневной жизни, знакомит с химическим составом, свойствами и применением веществ и материалов, встречающихся в наших домах. А так же стимулировать у школьников любознательность, интерес к химии и к явлениям окружающей жизни с точки зрения химии.
Теоретическая и практическая значимость исследования.
Теоретическая и практическая значимость исследования заключается в том, что его основные положения и результаты могут быть использованы при преподавании школьного курса химии, биологии, экологии, на классных часах, при беседах с учениками и родителями.
Изучение теоретических основ
Вещества в составе моющих средств и их свойства.
Приблизительно 15 лет назад на рынке появились различные моющие и чистящие средства: для мытья посуды, для чистки загрязненных кухонных поверхностей, для стерилизации унитазов, ванн и раковин. Такие порошки и гели успешно справляются с поставленной задачей.
Однако действие этой суперочищающей бытовой химии можно сравнить с действием антибиотиков. Только вот перед приемом медицинского препарата вы обязательно прочитаете все противопоказания, но, самое главное, ознакомитесь с возможными побочными эффектами. К тому же, повод для лечения антибиотиками должен быть уважительным. Ведь никто не станет прибегать к их помощи при обычном насморке.
Совсем по-другому мы относимся к использованию бытовой химии и пользуемся ею даже в тех случаях, когда загрязнение запросто отмывается водой. А ведь бытовая химия с одинаковой силой действует как на пятна и грязь, так и на ваше здоровье. Поэтому нужно относиться к применению бытовой химии с особой осторожностью, вниманием и не пользоваться ею без особой надобности.
Каждый день для поддержания чистоты и дезинфекции в доме или квартире мы используем различные средства для уборки, стирки, мытья посуды и т.д., которые обладают химическим составом. Большинство из них за счет биологических компонентов (поверхностно-активные вещества (ПАВ), хлор, фенол, формальдегид, аммиак, кислоты, щелочь, энзимы, отбеливатели и др.), справляются с пятнами, налетом, ржавчиной и другими загрязнениями. Однако использование химических препаратов далеко не способствует оздоровлению атмосферы в доме и здоровье человека. Вещества, обладающие свойством уничтожать другие вещества , способны нанести и вред.
Средства бытовой химии (стиральные порошки, чистящие средства для кафеля, моющие средства для посуды, растворители жира и др.) оказывают негативное действие на организм человека. Содержащиеся в безопасных, на наш взгляд, бутылочках и баночках летучие органические соединения раздражающе действуют на слизистые оболочки глаз и носа, вызывая слезотечение, насморк, затруднение дыхания и кашель, вплоть до воспаления бронхов и даже приступов астмы. Некоторые химические вещества, входящие в состав чистящих и моющих средств, приводят к расширению кровеносных сосудов мозга, что становится причиной приступов мигрени. Бытовая химия негативно влияет даже на пищеварение, вызывая тошноту и изжогу, а также, увеличивая слюноотделение. Поражение желудка и кишечника может сказаться и на работе нервной системы, что выражается в чувстве усталости или повышенной раздражительности.
Несмотря на то, что аммоний считается ядовитым веществом, он входит в состав практически всех чистящих средствдля раковин, унитазов и ванн. Он хорошо разлагает жир, но помимо этого, он действует и на кожу, провоцирует высыпания, красноту и даже химические ожоги, а если попадет в глаза, может вызвать даже слепоту.
“Химия на кухне и в ванной комнате”
На кухне все нужно содержать в чистоте и порядке, потому что в антисанитарных условиях можно получить кожные заболевания и даже привести к отравлению. Для того чтобы кухня не была уязвимым местом для здоровья человека, нужно постоянно наводить на ней порядок.
Химия в ванной тоже подразумевает чистоту, т.к. в ванне мы наводим гигиену тела. Для того чтобы отчистить ванную необходимо использовать хлорсодержащие вещества, очищающие порошки. Для того чтобы навести гигиену тела, человек использует множество химических веществ – это всевозможные шампуни, гели для душа , туалетные мыла, крема для тела, всевозможные лосьона и т.д.
Чем опасны средства для мытья посуды?
Из-за того, что формальдегид является хорошим консервантом и антисептиком, то его довольно часто используют в моющих средствах. Он так же может быть под именем formalin, formal, methylaldehyde. Он может стать причиной рака и врожденных дефектов, генетических поражений, а также учащенного сердцебиения. Но в основном формальдегид раздражает дыхательную систему и раздражает кожу. Зачастую от формальдегида возникают головные боли, дегрессии, боли в суставах, хроническая утомляемость, боли в груди, ушные инфекции, потеря координации и проблемы со сном. Он также ухудшает состояние, если уже есть кашель и может стать причиной возникновения астмы. Еще одно популярное вещество, входящее в моющие средства, – naptha. Он является депрессантом для центральной нервной системы. Отравить печень можно диэтаноламином (diethanolamine). Чуть ли не во всех средствах для мытья посуды используется хлор (chlorine). Даже испарения во время обыкновенного мытья посуды могут вызвать головную боль, утомление, жжение в глазах и проблемы с дыханием. Аммоний (ammonia), разлагая жир, действует и на кожу, что является причиной высыпаний, красноты и даже химических ожогов. При вдыхании он попадает в легкие, что чрезвычайно опасно для больных простудой, астмой и имеющих другие проблемы с дыхательной системой. А случайные брызги или прикосновение рук к глазам может сильно повредить их. (Автор:Юлия Данченко, газета “Новое дело” № 12 от 31.03.2005г., г. Нижний Новгород)
Состав, особенности применения моющих средств для посуды.
Применение любого средства бытовой химии должно начинаться с изучения данных на этикетке. И чем точнее эти данные, тем достовернее информация. Из этикеток исследуемых моющих средств для посуды мы определили, что:
· основным компонентом МС являются ПАВ, но только на этикетке МС «FAIRY» более точно указано процентное содержание ПАВ и их тип;
· кроме ПАВ в составе моющих средств имеются красители, стабилизаторы, консерванты, парфюмерная композиция, но не указана маркировка этих веществ, что не позволяет;
· большое внимание уделяется на этикетке МС рекламным данным;
· эффективно удаляет все остатки жира с посуды не только в горячей, но и в холодной воде.
· Легко смывается водой, не оставляя разводов и придаёт посуде блески изумительную чистоту.
· Не поражает кожу рук и обладает нейтральным уровнем кислотности рН благодаря своей тщательно подобранной формуле.
Состав стиральных порошков
Современные стиральные порошки содержат поверхностно-активные вещества, соду, а также балласт из солей (например—хлорид натрия) в качестве разбавителя. Также они могут содержать другие активные компоненты (например, химические и оптические отбеливатели), отдушки, вещества для связывания ионовкальция и магния: (триполифосфат натрия, цеолиты, цитраты, трилон Б), энзимы,мыла, цветные добавки для придания красивого цвета самого порошка. В стиральном порошке, предназначенном для автоматической стирки, присутствуют вещества, подавляющие пенообразование.
Биологическая и экологическая роль стиральных порошков
В этом разделе мы хотим сказать, как важен состав стирального порошка. Многие хозяйки неоднократно замечали, что при ручной стирке руки становятся сухими, на коже появляется сыпь, или какая-либо аллергическая реакция. Но вряд ли кто-нибудь проводил аналогию с природой: ведь если у человека такая реакция на порошок, то какая у природы. На самом деле СМС наносят непоправимый урон не только человеку но и окружающей среде. В чем это заключается мы напишем чуть позже. А в стиральном порошке наибольший вред наносят фосфаты и поверхностно-активные вещества (ПАВ). О чем мы сейчас и расскажем.
Что же такое ПАВ? Поверхностно-активные вещества (ПАВ) – класс синтетических соединений, диссоциирующих в воде с образованием поверхностно-активного аниона (концентрируясь на поверхности, вызывает снижение поверхностного натяжения). Анионные ПАВ – самые агрессивные поверхностно-активные веществ, в моющих средствах допустимое содержание не более 2-5%. ПАВ могут накапливаться в организмах в недопустимых концентрациях. У человека могут вызывать нарушения иммунитета, аллергию, поражение мозга, печени, почек, легких. Фосфаты усиливают проникновение ПАВ через кожу и способствуют накоплению этих веществ на волокнах тканей. И теперь главный вопрос данного раздела:
Чем же так страшны ПАВ для экологии и человека? Большинство ПАВ обладают чрезвычайно широким диапазоном отрицательного влияния как на организм человека и водные экосистемы, так и на качество вод. Прежде всего они придают воде стойкие специфические запахи и привкусы, а некоторые из них могут стабилизировать неприятные запахи, обусловленные другими соединениями. Так, содержание в воде ПАВ в количестве 0,4-3,0 мг/дм 3 придаёт ей горький привкус, а 0,2 -2,0 мг/дм 3 – мыльно-керосиновый запах.
Одним из основных физико-химических свойств ПАВ является высокая пенообразующая способность, причём в сравнительно низких концентрациях (порядка 0,1-0,5 мг/дм 3 ). Возникновение на поверхности воды слоя пены затрудняет тепломассообмен водоёма с атмосферой, снижает поступление кислорода из воздуха в воду (на 15-20 %), замедляя осаждение и разложение взвесей, процессы минерализации органических веществ, и тем самым ухудшает процессы самоочищения. Некоторые нерастворимые ПАВ при попадании на поверхность воды образуют нерастворимые пленки, распространяющиеся при достаточной площади растекания вмонослои. ПАВ способны накапливаться в организме и вызывать необратимые патологические изменения.
Второй класс, не менее вредный компонентов, из который состоит стиральный порошок это фосфаты. Фосфаты это соли и эфиры фосфорных кислот.
Не все фосфаты на самом деле опасны для окружающей среды, среди вредных особо ярко выделяется триполифосфат (в дальнейшем ТПФ) натрия. Его содержание в порошке колеблется от 15 до 40 процентов. При стирке ТПФ уменьшает жесткость воды и улучшает моющее действие порошка.
Практическая часть.
Всем известно, что практически вся продукция, лежащая на прилавках магазинов, должно соответствовать определенным стандартам. У нас, в России это ГОСТ, ТУ, ОСТ и др.
До 1 января 2008 года обязательной сертификации подлежали среди средств для стирки только порошки. Они должны были выпускаться в соответствии с ГОСТ 25644-96 «Средства моющие синтетические порошкообразные. Общие технические требования». С первого дня 2008 года в силу вступил новый ГОСТ Р 52488-2005 «Средства для стирки. Общие технические условия».
Таблица 1 из ГОСТ Р 52488-2005 «Средства для стирки. Общие технические условия»:
Загрузка...